Jste zkušený konstruktér nebo nováček v elektrotechnice? Pokud ano, pak musíte začít od základů. Určitě vás zajímá, co vlastně elektrické schéma je. Pak se nebojte. Provedu vás celým konceptem.
Za prvé, schématické symboly nebo elektrická schémata jsou srovnatelné s jazykem obvodů. Proč jsou důležité? Protože vám pomáhají pochopit cíl vašeho návrhu obvodu. Čtení a porozumění není technika, kterou byste se měli naučit a zapomenout, ale je to nutnost. Nyní, když si uvědomujete důležitost elektrického schématu, ale nejste si jisti, jak ho číst, je tento článek pro vás! Takže neztrácejme čas a ponořme se do detailů o součástkách elektrických schémat, způsobech jejich interpretace a dalších.
Co je to elektrické schéma?
Elektrické schéma je další metodou, jak zobrazit nebo nakreslit elektrickou trasu vašeho obvodu. Termín elektrické schéma je technická ilustrace, která umožňuje jednotlivci zamyslet se nad základními součástkami a jejich zapojením v elektrickém obvodu. Tradiční schémata zapojení zobrazují pouze fyzické uspořádání systému a pracovní dobu, zatímco elektrické schéma ukazuje, jak se elektřina v systému pohybuje a zapojuje.
Pojďme se nyní podívat na klíčové vlastnosti symbolů elektrických schémat, včetně:
● Variabilní rezistory, tlačítkové spínače a diody.
● Zahrnuje nejen umístění součástek obvodu, ale i pořadí těchto konceptů.
● Je to také prostředek komunikace srozumitelný napříč celým světem inženýrství.
● Nabízí konkrétní informace o tom, zda je komponent originální, jaká je jeho hodnota nebo hodnocení.
Stručně řečeno, bez schémat by byl naprostý chaos při hledání chyb, vytváření obvodů a sestavování systémů.
Mezi klíčové prvky, které se obvykle nacházejí v elektrickém schématu, patří
Zde je seznam běžných prvků, které se obvykle nacházejí v elektrických schématech, spolu s vysvětlením jejich významu:
● SvítilnaJe znázorněn jako kruh s křížkem. Vypadá spíše jako žárovka nebo lampa, u které se světlo rozsvítí, když jí projde proud.
● VypínačProjevuje se jako přerušení čáry s úhlovou čarou mezi oběma konci. Reguluje tok proudu v obvodu.
● DrátTato přímka znázorňuje spojení mezi součástkami v obvodu.
● Připojeno/NepřipojenoTyto symboly vodičů určují, zda jsou vodiče připojeny (tenká čára s bodem) nebo ne (křížení tečkovaných čar bez bodu).
● Rezistor: Je znázorněna jako klikatá čára, která omezuje elektrický proud a zároveň umožňuje použití různých součástí a obvodových postupů.
● Variabilní rezistor: Je to rezistor s proškrtnutou šipkou, což značí, že se jedná o rezistor, jehož odpor můžete upravit pro řízení proudu.
● KondenzátorUchovává elektrickou energii a dodává ji podle potřeby, často k „vyhlazení“ nebo „filtrování“ signálů.
● Polarizovaný kondenzátor: V podstatě je polarizační kondenzátor jakýkoli běžný kondenzátor, ale takový, jehož polarita je označena (+) a (-). Používá se ve stejnosměrných obvodech.
● DiodeJe vybaven trojúhelníkovou šipkou, která ukazuje na čáru a propouští proud pouze jedním směrem, aby byly chráněny citlivé součástky.
● LED (Light-Emitting Diode)Tam, kde je LED nebo světelná dioda, máme šipky, které směřují ven, kde protéká jeden směrový proud.
Pochopení základů obvodu
Při učení se základům obvodu byste měli mít klíčové součástky po ruce. Nejprve si ujasněme, co je to obvod? Jinými slovy, obvod je něco, čím protéká elektrický proud. Snadné, že? Pojďme se do toho pustit trochu hlouběji a podívat se na hlavní části, které je třeba zvážit při sestavování vlastní konfigurace obvodu.
Zde je návod, jak obvod funguje:
Když zdroj energie tlačí elektrony vodiči v uzavřené dráze, tyto elektrony proudí v obvodu a vytvářejí proud.
Pro tok proudu:
● Obvodová cesta by neměla být přerušená, musí být uzavřená.
● Kladný pól zdroje energie musí protlačit proud obvodem a zpět na záporný pól.
Ne, všichni víme, jak obvod funguje, takže se nyní přesuňme k různým typům obvodů, se kterými se pravděpodobně setkáme.
● Sériový obvodV tomto případě proud prochází součástkami jednu po druhé v jedné dráze. Pokud jedna součástka obvodu selže, ovlivní to celý obvod.
● Paralelní obvodTento obvod představuje součástky zapojené v různých větvích, kde je povolen pouze jeden způsob toku proudu. Pokud se jedna součástka porouchá, vše ostatní stále funguje správně.
● Kombinovaný obvodSkládá se ze sériového a paralelního zapojení pro splnění některých konstrukčních cílů.
Základní zákony upravující obvody.
Podívejme se tedy na základní zákony, které obvody mají.
1. Ohmův zákon:
Vysvětluje vztah mezi napětím (V), proudem (I) a odporem (R). Je důležité pochopit, jak se napětí, proud a odpor v obvodu chovají.
V = I × RV = I krát
RV=I×R
2. Kirchhoffovy zákony:
Kirchhoffův současný zákon (KCL) uvádí, že:
Součet celkového proudu vstupujícího do spoje elektrického obvodu je stejný jako celkový proud opouštějící spoj. Vzorec pro KCL je:
∑I(vstup) = ∑I(výstup)
Kde:
I(in) jsou proudy tekoucí do spoje.
I(out) jsou proudy tekoucí ze spoje.
Způsoby grafického znázornění obvodu
Pokud jde o znázornění obvodu, co to je? Je to nějaký diagram vyplněný jednotkami SI? Nebo diagram typu vývojového diagramu? Budu k vám upřímný, nemyslím si, že je to univerzální řešení. Na trhu existuje několik metod grafického znázornění, z nichž každá má své výhody. Která z těchto metod se nejlépe hodí pro vaše další použití v projektu? Pojďme si to pro vás rozebrat. Na konci této části budete vědět, který z grafických návrhů byste si měli vybrat.
1. Schematický diagram
Jsou to plány pro vaše obvody. Co nabízejí? Jsou základní, aby jim porozuměl i začátečník. Jsou určeny k propojení komunikace mezi komponenty. Místo pohledu na fyzický návrh obvodu používají symboly schémat zapojení, aby si představily jeho použití.
2. Schéma zapojení
Poté máme na stránce schéma zapojení. Poskytuje praktičtější pohled na integrované obvody. Nejsou to nudné staromódní abstraktní symboly, které vám ukazují; jde o to, jak snadno si vaše součástka hraje v reálném světě. Toto schéma vám umožní instalovat a opravovat barvu vašich vodičů, fyzická připojení a umístění vašich svorek.
3. Blokové schéma
Jaký dojem ve vás toto grafické znázornění vyvolá, když narazíte na termín „blokový diagram“? Je to vývojový diagram nebo bloky? Pokud se držíte vývojového diagramu, pak byste mohli mít pravdu. Tento diagram ve tvaru vývojového diagramu poskytuje celkový pohled na systém. Rozděluje diagram do dvou částí:
● napájení
● Operační zesilovač
Nejlepší na tom je, že se to nezabývá detaily. Ale analyzuje to, jak daný obsah zapadá do díry, kterou vyplňuje. Když víte, že budete vytvářet blokové schéma pro další projekt, věnujte tomuto schématu pozornost, protože má dobrou stránku pro plánování na vysoké úrovni nebo pro vysvětlování systémů lidem bez technických znalostí.
4. Obrazový diagram
Tento je bezpochyby náš nejoblíbenější, protože je to nejpřátelštější formát pro začátečníky i neexperty. Kdo by neměl rád vizuální prvky? Tedy všichni. Nejjednodušší a nejjistější způsob, jak si zapamatovat obvod, je vidět jeho obrázek namísto čtení všech symbolů. Celkově nahrazuje symboly realistickými ilustracemi, takže je snazší vidět, jak obvod reaguje s jeho protějšky.
5. Jednopólový diagram (SLD)
Zatímco schéma zapojení jednoho vodiče se někdy může stát složitým. Pokud si s nimi ale poradíte, dokáží rozdělit vaše složité elektrické systémy na čisté, elegantní, jednopólové reprezentace. Zaměřuje se však na velké části elektrického vedení, transformátory a jističe, a proto je ideální pro větší systémy, včetně průmyslové elektrické sítě a rozvodů elektrických budov.
Jak číst jednoduchý obvod
Všichni inženýři, elektrikáři a amatéři by měli být schopni číst schéma zapojení. Schéma zapojení (také známé jako schéma zapojení) je symbolické znázornění částí elektrického systému. Zde je návod, jak je číst.
Krok 1: Pochopte základy obvodového systému
Trik spočívá v tom, že nejprve musíte porozumět součástkám. Například v schématech zapojení jsou součástky znázorněny standardizovanými symboly. Ale jakými symboly? Zde je to:
● Rezistory: Znázorněno jako čáry nebo klikatá čára.
● Kondenzátory: Rovnoběžné čáry (jedna rovná, jedna zakřivená pro polarizované kondenzátory).
● Diody: Trojúhelník směřuje v linii a určuje směr toku proudu.
● Napájení: Dlouhé a krátké čáry pro baterie nebo vlnité čáry pro případ střídavého zdroje.
Krok 2: Určení zdroje napájení
S již známými symboly jste připraveni zjistit, jak je obvod napájen. Ale jak to udělat? Nejprve byste měli zjistit zdroj napájení: obvykle se jedná o baterii nebo zástrčku střídavého proudu. Poté si zaznamenejte jeho polaritu nebo jmenovité napětí. Například, pokud se jedná o stejnosměrný obvod, delší čára představuje kladný pól a kratší záporný.
Krok 3: Sledujte tok proudu
Je čas zkontrolovat, kam proud ve vašem obvodu teče a zda teče správným, nebo špatným směrem. Elektrický proud obvykle vytéká z kladného pólu zdroje napájení do záporného pólu. Ukázalo se, že tento pól je náchylnější k běžnému toku proudu. Chcete-li to odečíst, stačí sledovat cestu od zdroje napájení přes součástky a zpět ke zdroji a budete znát cestu toku proudu.
Krok 4: Analýza jednotlivých komponent
Jakmile jsou všechny tyto kroky hotové, musíte analyzovat všechna jednotlivá připojení. Zpočátku se to může zdát trochu složité, ale je to opravdu hodně. Jediné, co potřebujete vědět, je, co každá komponenta dělá. Dovolte mi, abych vám to vysvětlil.
● Rezistory: Omezení průtoku proudu. Poznamenejte si hodnoty odporu (v ohmech) vytištěné vedle symbolu.
● Kondenzátory: Také ukládají a uvolňují elektrickou energii. Hodnoty kapacity bychom měli hledat ve faradech.
● SpínačeŘízení toku proudu. Rozpojené spínače přerušují obvod; sepnuté spínače obvod uzavírají.
● DiodyDiody umožňují tok proudu pouze v jednom směru. Pak hledáte anodový (kladný) a katodový (záporný) pól.
● LED diody: Vyzařují světlo jako diody pro proud. Musíte si všimnout polarity jejich signálů.
Krok 5: Rozpoznání sériové a paralelní konfigurace
A nakonec ta nejjednodušší část. Musíte vědět, zda se jedná o sériové nebo paralelní zapojení elektrického schématu. Pokud jsou připojeny koncem k sobě, jedná se o sériové zapojení. Druhý případ, kdy jsou součástky připojeny přes dva společné body, se nazývá paralelní obvod.
Jak číst a interpretovat schéma zapojení
Pokud jste amatér, který chce stavět jednoduché vynálezy, je téměř nezbytné, abyste se naučili číst a interpretovat schéma zapojení. Čtení schématu je jako učení se číst mapu: Pokud víte, co to všechno znamená, dokážete se v tom orientovat. Například pro každou součástku se používá určitý symbol: klikatá čára pro rezistory, rovnoběžky pro kondenzátory a trojúhelníky pro diody. Abyste schématu porozuměli, musíte je nejprve dobře znát.
Budete se chtít seznámit s těmito symboly, jejich funkcí a jak vypadají. Poté budete muset najít zdroj napájení. Bude označen symbolem A+++ nebo symbolem baterie a poté budete sledovat vodiče (vodiče) k součástkám, abyste sledovali tok proudu.
Pak hledáte označení jako R1R1R1 nebo C1C1C1, která vám udávají odporové složky v ohmech nebo, u kondenzátorů, složky ve faradech. Jakmile znáte funkci každé části obvodu, zkuste sledovat cestu, kterou se elektřina šíří. Tímto způsobem snadno pochopíte a interpretujete schéma zapojení.
Jak navrhnout profesionálně vypadající schéma zapojení
Mnoho lidí si neuvědomuje jednoduché kroky, které je třeba provést při návrhu schématu zapojení. Vytvoření profesionálně vypadajícího schématu zapojení není jednoduché. Jakmile ale znáte správné kroky, s dalším high-tech schématem zapojení jste odkázáni sami. Pokud s návrhem schémat začínáte, můžete použít software pro návrh schémat, jako je KiCad, Eagle, Altium atd. Poté uspořádejte vybraný obvod systémů do funkčních bloků (vstup, proces a výstup), které budou zleva doprava nebo shora dolů indikovat postup signálu nebo napájení.
Poté je v zásadě nutné používat běžné elektrické symboly, aby jim všichni rozuměli. Všem součástkám musí být přiřazeny jedinečné identifikátory (např. R1, C2, U3 atd.) a všechny hodnoty (odpor, kapacita, případně číslo součástky integrovaného obvodu) musí být zaznamenány. Dodržování těchto symbolů je jediný způsob, jak zajistit, aby vaše schéma fungovalo, vypadalo dobře a dávalo smysl.
Závěr
Schématické diagramy jsou plánem pro montáž, řešení problémů a spolupráci. Profesionálně sdělují funkčnost a strukturu obvodu. Po dodržení průmyslových standardů, racionálním uspořádání součástek a zdůraznění přehlednosti zajišťují, že vaše diagramy jsou nejen užitečné, ale i příjemné na pohled.
